[發明專利]減少鑄模溢料和輔助熱嵌條組裝的磁助加工

無效

• 申請號: 200680025125.3
• 申請日: 2006-05-10
• 公開（公告）號: CN101553901A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: S·A·庫梅爾;B·P·蘭格
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

【001】本發明一般涉及半導體器件和工藝，更具體地說涉及組裝具有熱擴散器的半導體封裝的系統和方法，該半導體封裝具有減少的鑄模溢料(flash)。

背景技術

【002】在半導體產業中，集成電路(IC)的速度和密度持續增長，而對改進熱性能(例如，改進的熱耗散)的需求已變得越來越重要。例如，圖1展示了傳統的半導體封裝10，其利用引線框架15作為集成電路或芯片20(例如，半導體管芯)的載體。芯片20被裝配在引線框架15的管芯座25上并通過鍵合引線30與之電耦合，鍵合引線30被用于電連接該引線框架的引腳35到該芯片上所選擇的焊盤(未圖示)。該芯片進一步在模制工藝中被塑料或樹脂40封裝。因此，該塑料或樹脂40一般定義出封裝體45，其中引線框架15的引腳35被部分地暴露在該封裝體的外面以便電耦合到外部的印刷電路板(未圖示)。但是，這種類型半導體封裝結構的一個缺點是由于整體芯片20和管芯座25一般被封裝在封裝體45中，因此來自芯片周圍的區域的熱耗散相當低。

【003】解決熱耗散問題的一個傳統的方案是在半導體封裝中放入熱擴散器(也被稱為散熱片或熱嵌條)，其中該熱擴散器有助于提高半導體封裝的熱耗散效率。圖2展示了包括熱擴散器55的典型的半導體封裝50，其中熱擴散器被設定為與管芯座25相接觸從而輔助耗散來自管芯座和芯片20的熱量。圖3展示了傳統的兩部分鑄模60的截面圖，該鑄模用來形成圖2中的典型的半導體封裝50，其中在封裝之前將熱擴散器55、引線框架15和芯片20安置于鑄模60的模腔65中。一般，熱擴散器55“落入(dropped?in)”到模腔65中以便熱擴散器的底部部分70與鑄模60的鑄模接觸面75相接觸。在之前的操作中，例如，芯片20被附著到引線框架15的管芯座25上，而鍵合引線30被連接到引線框架的引腳35與芯片上所選擇的焊盤(未圖示)之間。引線框架15、芯片20和鍵合引線30被安置于模腔65中，以便管芯座25的底盤面80被設定為與熱擴散器55的上表面85相接觸。然后將鑄模60的兩個半鑄模90A和90B合在一起，并將封裝材料(未圖示)傳送到模腔65中直到該腔室被充滿。當封裝材料固化時，打開鑄模60并取出完成的封裝。

【004】另一個嘗試解決集成電路封裝，如圖2中的封裝50的熱耗散問題的改進方法一直嘗試將熱擴散器55的底部部分70直接暴露于封裝50的外面，以便外部散熱片(未圖示)可以與熱擴散器進行熱耦合，由此大大降低塑料封裝帶來的熱阻。但是，由于各種加工困難，當連同上述“落入”技術一起使用時，對解決熱耗散問題的所有上述嘗試有成功的也有失敗的。例如，在封裝工藝過程中出現在圖3的模腔65中的高壓和湍流會使熱擴散器55在腔室中移動，從而產生各表面之間不是最理想的接觸，并導致傳熱效率降低，或甚至改變每件封裝的傳熱效率。

【005】此外，封裝材料的特性(例如，粘度)和每件具體的熱擴散器55的尺寸變化的結合在封裝過程中產生熱擴散器的表面、鑄模60的鑄模接觸面75和管芯座25的底盤面80之間的分離，因此進一步有害地影響傳熱效率。例如，底盤面80、鑄模接觸面75和熱擴散器55之間的不充分密封一般使得封裝材料流入或滲入熱擴散器、管芯座25和鑄模60之間，從而在熱擴散器的表面(多個)形成溢料95(不希望出現的封裝材料)，如圖2所示，因此有害地影響半導體封裝50的傳熱性能。一般，滲料和溢料95是不希望出現的，這不僅因為它們使得熱擴散器55傳導來自芯片20的熱的熱傳輸能力退化，還因為它們是難看的表面缺陷，客戶往往不希望它們出現在成品中。這種不想要的塑料使得必須在后續處理操作之前對暴露出的熱擴散器表面進行廣泛的、昂貴的清潔和后處理。

【006】因此，當前存在對用于加工具有熱擴散器的半導體封裝件的可靠工藝的需求，其中傳熱性能被實質改進，并且其中對熱擴散器進行清除滲料(bleed)或溢料的后處理被實質減到最少。

發明內容

【007】本發明通過提供一種改進的模制裝置和用于形成集成電路或半導體封裝的方法來克服現有技術的局限性，其中利用和模制裝置相關的磁場來確定集成電路封裝中一個或更多個易受磁場影響的組件的位置。